天線作為一種普遍存在的設備，其在廣播、電視播放、無線電通信、雷達探測、導航定位、電子對抗策略、遙感監(jiān)測、以及射電天文學等多個領域均展現(xiàn)出不可或缺的重要性。具體而言，天線具備兩項核心功能：一是能高效地向空間中某一指定方向發(fā)射電磁波，二是能有效捕獲并接收來自同一或不同特定方向上的電磁波信號。因此，任何依賴電磁波作為信號傳輸媒介的無線設備，都必然配備有天線這一關鍵組件。

天線的定義：天線的基本功能是輻射和接收無線電波。

• 發(fā)射時，把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波

• 接收時，把電滋波轉(zhuǎn)換為高頻電流

天線的分類

對天線的要求：

• 天線應能將導波能量盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪芰俊＿@首先要求天線是一個良好的電磁開放系統(tǒng), 其次要求天線與發(fā)射機或接收機匹配(需要計算或測試天線的輻射阻抗）。

• 天線應使電磁波盡可能集中于確定的方向上, 或?qū)Υ_定方向的來波最大限度的接受, 即天線具有方向性（方向函數(shù)）。

• 天線應能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波, 即天線有適當?shù)臉O化。

• 天線應有足夠的工作頻帶。

天線常用的性能指標：

• 方向性圖 

• 方向性系數(shù) 

• 增益 

• 輸入阻抗 

• 駐波系數(shù) 

• 效率

影響天線性能指標的關鍵因素：

• 天線電尺寸

• 天線的形狀和結(jié)構(gòu)

• 天線上的電流分布

天線遠場和近場劃分：

從發(fā)射天線發(fā)射出來的球面波經(jīng)過一定距離的傳播后到達待測天線，當待測天線接收平面上，最大相位差不超過22.5°，則可認為待測天線接收到的是近似平面波。近似到距離就是不小于 2D^2/λ （D=天線最大尺寸，λ= 波長）。

天線既簡單又復雜：

簡單之處一般通過金屬導體構(gòu)成的簡單結(jié)構(gòu)，比如導線、片狀金屬。簡單的天線通常是單極子（如偶極子、單極垂直天線等）或單向（如方向性天線）的。它們結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，適用于一些基本的無線通信需求，比如家庭Wi-Fi路由器或者車載收音機等。

復雜之處如上述圖示，涉及晦澀難懂的電磁場基礎理論，特別是雷達和衛(wèi)星通信中的陣列天線設計，由許多單獨的天線元件組成，需要復雜的模擬和數(shù)值仿真工具以及實驗驗證。


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